2025-04-17【C/C++】C++的异常抛出处理规则

假设有异常

enum class Table { Test, XX };
static std::string name(Table table) {
        switch(table) {
            case Table::Test: return "TEST";
            default: throw std::invalid_argument("Unknown table");
        }
    }

当执行代码：

std::string xx = TableMeta::name(Table::XX);

会抛出异常
当异常被抛出时，如果没有在当前函数中被 catch 捕获，它会沿着调用栈向上传播，寻找合适的 catch 块来处理。

如果在整个程序中都没有找到匹配的 catch 块来处理这个异常，那么程序会调用 std::terminate 函数来终止程序的执行。在程序终止前，标准库通常会输出一些与异常相关的错误信息到标准错误流 stderr，然后就能看到自动打印错误日志。

如果我们手动写try catch捕获异常，就能接管C++的异常处理流程，可以自由打印输出，或者用其他形式停止程序，甚至不停止程序

     try
    {
        std::string xx = TableMeta::name(Table::XX);
    }
    catch(const std::exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << '\n';
        std::cout << "发生错误 按下任意键关闭程序\n"; 
        std::cin.get();
        return 1;
    }

• std::exception是所有异常派生类的基类，无论throw嵌套多深，最终都能被std::exception接收
• e.what()本身就是类型为const char*的C风格字符串
• 不会捕获：非 std::exception 类型的异常（如 throw 42;）。

• std::exception的派生类型

主要派生类（按功能分类）

1. 逻辑错误（std::logic_error）

表示程序逻辑错误，通常应在编码时避免：

• std::invalid_argument → 参数无效（例如函数接收到非法值）
• std::domain_error → 数学运算定义域错误（如 sqrt(-1)）
• std::length_error → 超出容器长度限制（如 std::vector::reserve 过大）
• std::out_of_range → 越界访问（如 std::vector::at 越界）

2. 运行时错误（std::runtime_error）

表示运行时发生的、难以预料的错误：

• std::range_error → 计算结果超出有效范围（如浮点数溢出）
• std::overflow_error → 算术上溢（如 INT_MAX + 1）
• std::underflow_error → 算术下溢（如浮点数精度丢失）
• std::system_error → 系统调用错误（如文件/网络操作失败）

3. 其他标准异常

• std::bad_alloc → 内存分配失败（new 或 malloc 失败）
• std::bad_cast → dynamic_cast 转换失败（RTTI 相关）
• std::bad_typeid → typeid 操作失败（RTTI 相关）
• std::bad_exception → 未预期的异常（罕见）

继承关系图示

std::exception
├── std::logic_error
│   ├── std::invalid_argument
│   ├── std::domain_error
│   ├── std::length_error
│   └── std::out_of_range
├── std::runtime_error
│   ├── std::range_error
│   ├── std::overflow_error
│   ├── std::underflow_error
│   └── std::system_error
├── std::bad_alloc
├── std::bad_cast
├── std::bad_typeid
└── std::bad_exception

使用示例

#include <stdexcept>
#include <vector>

void validate(int value) {
    if (value < 0) 
        throw std::invalid_argument("值不能为负数");
}

int main() {
    try {
        std::vector<int> v = {1, 2, 3};
        std::cout << v.at(10);  // 抛出 std::out_of_range
    } 
    catch (const std::out_of_range& e) {
        std::cerr << "越界错误: " << e.what() << std::endl;
    }
    catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "其他异常: " << e.what() << std::endl;
    }
}

tips

优先捕获具体异常：先捕获派生类（如 std::out_of_range），再用 std::exception 兜底。